Forbløffede forskere: Vulkan rydder op efter sig selv og fjerner metan fra luften

Da den undersøiske vulkan Hunga Tonga‑Hunga Ha’apai i det sydlige Stillehav gik i udbrud i januar 2022, var det ikke bare et af de kraftigste vulkanudbrud i moderne tid. Vulkanen gjorde også noget helt uventet: Den var selv med til at rydde op efter den metan-forurening, som den udledte, da den brød ud. Det fænomen kan potentielt være en nøgle til, hvordan vi mennesker kan bremse den globale opvarmning.

På avancerede satellitmålinger observerede forskere usædvanligt høje koncentrationer af formaldehyd i den enorme askesky efter udbruddet. Og det var et afgørende bevis: For når metan bliver nedbrudt i atmosfæren, dannes der formaldehyd som et kortlivet mellemprodukt.

“Da vi studerede satellitbillederne, så vi til vores overraskelse en askesky med rekordhøje koncentrationer af formaldehyd, og vi kunne følge skyen i 10 dage, helt indtil den nåede Sydamerika. Det var tegnet, der fortalte os, at der blev nedbrudt metan løbende i askeskyen i mere end en uge,” forklarer Dr. Maarten van Herpen fra Acacia Impact Innovation BV, som er førsteforfatter på studiet, der netop er udgivet i Nature Communications.

”Det er kendt, at vulkaner udleder metan under et udbrud, men man har ikke tidligere vidst, at den vulkanske aske er i stand til at rydde op efter noget af dens egen forurening,” siger Maarten van Herpen videre.

Salt, sollys og ny kemi

Ifølge forskerne tyder alt derfor på, at et ganske særligt fænomen fandt sted. Et fænomen, som de samme forskere opdagede i 2023 – men et helt andet sted på Jorden.

De opdagede, at når sandstøv fra Sahara blæser ud over Atlanterhavet, blander det sig med havsalt fra havsprøjt, og så dannes der nogle små partikler kaldet jern-salt-aerosoler. Når disse aerosoler bliver ramt af sollys, skaber de kloratomer. Kloratomerne reagerer med metan og hjælper med at nedbryde det i atmosfæren. Opdagelsen ændrede videnskabens forståelse af troposfærisk kemi.

”Men det nye og komplet overraskende er, at den samme mekanisme gør sig gældende i en vulkansk askesky helt oppe i stratosfæren, hvor alle de fysiske betingelser er fuldstændig anderledes,” siger professor Matthew Johnson fra Kemisk Institut på Københavns Universitet, som er en af forskerne bag begge opdagelser.

Vulkanudbruddet i 2022 slyngede enorme mængder salt havvand op i stratosfæren sammen med vulkansk aske. Tesen er, at da sollys ramte blandingen af salt og aske, blev der dannet stærkt reaktivt klor, som hjalp med at nedbryde den metan, der blev frigivet under udbruddet. Det synlige bevis på metan-nedbrydningen var altså de store mængder formaldehyd, som forskerne kunne se på satellitbillederne.

Metan står i dag for omkring en tredjedel af den globale opvarmning. Over en 20‑årig periode er metan cirka 80 gange kraftigere end CO₂. Til gengæld bliver metan relativt hurtigt nedbrudt i atmosfæren – typisk inden for 10 år.

Det betyder, at hvis vi reducerer metan-udledningen nu, kan det få en mærkbar effekt på klimaet allerede inden for et årti. Derfor taler forskere nogle gange om metan-reduktion som en “nødbremse” for klimaforandringer, som måske kan forhindre os i at ramme de tipping points i klimaet, der ligger kun et par årtier ude i horisonten. Det er dog vigtigt, at CO2-udledningen samtidig reduceres for at holde temperaturen nede på den lange bane.

Inspiration til fremtidige løsninger

Forskerne bag det nye studie tror, at opdagelsen kan hjælpe det voksende felt af forskere, der arbejder på løsninger, der kan mindske metan-udledningen ved kunstigt at accelerere nedbrydningen af metan i atmosfæren – altså på lignende måde som vulkanen ryddede op efter sig selv. Lige nu bliver forskellige metoder undersøgt. Men en grundlæggende udfordring er at måle og dokumentere, hvor meget metan, der fjernes.

”Hvordan beviser du, at du har fjernet metan fra atmosfæren? Hvordan ved du, om din metode virker? Det er svært. Men her løser vi problemet ved at vise, at man faktisk kan se metan-nedbrydningen med satellitter,” siger Dr. Jos de Laat fra Royal Netherlands Meterological Institute, der er seniorforfatter på studiet.

Målingerne blev foretaget med det avancerede instrument TROPOMI ombord på ESA’s Sentinel‑5P‑satellit, som dagligt overvåger luftforurening og drivhusgasser globalt.

“At måle formaldehyd med TROPOMI i en vulkansk askesky i stratosfæren ligger langt uden for instrumentets normale arbejdsområde. Derfor måtte vi nøje korrigere satellittens følsomhed for signalets usædvanlige højde og samtidig indregne forstyrrelser fra de høje koncentrationer af svovldioxid i skyen. Det var afgørende at få de korrektioner helt rigtige for at kunne bekræfte, at det, vi så, faktisk var virkeligt,” siger Dr. Isabelle De Smedt fra Royal Belgian Institute for Space Aeronomy.

Forskerne tror, at ingeniørerne i industrien vil lade sig inspirere af de nye resultater:

”Det er oplagt for industrien at efterligne dette naturfænomen, men kun hvis det kan gøres sikkert og effektivt. Vores satellit-metode kan måske blive en hjælp til at finde en løsning på, hvordan vi mennesker kan bremse den globale opvarmning,” slutter Matthew Johnson.


*

[BOKS ]METAN FRA TO MILLIONER KØER

Ifølge forskernes beregninger udledte vulkanen 300 Gg metan, hvilket svarer til mængden af metan, som over to millioner køer udleder på et år. Vulkanen fjernede 900 Mg per dag, hvilket svarer til den daglige udledning fra to millioner køer.

[BOKS] ÆNDRER METAN-BUDGETTET

Ifølge forskerne betyder den nye opdagelse også, at klodens metan-budget skal justeres.

”Nu ved vi, at atmosfærisk støv fra fx et vulkanudbrud påvirker metan-budgettet – altså prognosen for hvor meget metan, der tilføres atmosfæren, og hvor meget der fjernes igen. Fordi ingen tidligere har taget højde for støv, er det vigtigt, at vi får korrigeret de data, som vi baserer budgettet på,” siger Matthew Johnson.

[BOKS] OM STUDIET

• Den videnskabelige artikel om studiet er netop udgivet i tidsskriftet Nature Communications.
• Forskerne bag studiet er Maarten van Herpen fra Acacia Impact Innovation BV, Nederlandene; Isabelle DeSmedt fra Royal Belgian Institute for Space Aeronomy, Belgien; Daphne Meidan og Alfonso Saiz-Lopez fra Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Spanien; Mathhew Johnson fra Københavns Universitet; Thomas Röckmann bfra Utrecht University, Nederlandene samt Jos de Laat fra Royal Netherlands Meterological Institute.
• Forskningen er støttet af Spark Climate Solutions.